Od sredine prejšnjega stoletja je v znanost prišla nova beseda - sevanje. Njegovo odkritje je naredilo revolucijo v glavah fizikov po vsem svetu in omogočilo zavrnitev nekaterih newtonovskih teorij in drzne domneve o strukturi vesolja, njegovem nastanku in našem mestu v njem. Ampak to je vse za strokovnjake. Meščani samo vzdihujejo in poskušajo sestaviti tako različno znanje o tej temi. Postopek otežuje dejstvo, da obstaja kar nekaj enot za merjenje sevanja in vse so primerne.
Terminologija
Prvi izraz, s katerim se je treba seznaniti, je pravzaprav sevanje. Tako se imenuje proces sevanja neke snovi najmanjših delcev, kot so elektroni, protoni, nevtroni, atomi helija in drugi. Glede na vrsto delca se lastnosti sevanja med seboj razlikujejo. Sevanje opazimo bodisi med razpadom snovi na enostavnejše bodisi med njihovo sintezo.
Enote sevanja so konvencionalni koncepti, ki označujejo, koliko elementarnih delcev se sprosti iz snovi. Trenutno fizika deluje na družinorazlične enote in njihove kombinacije. To vam omogoča, da opišete različne procese, ki se dogajajo s snovjo.
Radioaktivni razpad je poljubna sprememba strukture nestabilnih atomskih jeder s sproščanjem mikrodelcev.
Konstanta razpadanja je statistični koncept, ki napoveduje verjetnost, da bo atom uničen v določenem časovnem obdobju.
Razpolovna doba je časovno obdobje, v katerem razpade polovica celotne količine snovi. Za nekatere elemente se izračuna v minutah, za druge pa leta in celo desetletja.
Kako se meri sevanje
Enote sevanja niso edine, ki se uporabljajo za ocenjevanje lastnosti radioaktivnih materialov. Poleg njih se uporabljajo tudi takšne količine:
- aktivnost vira sevanja;- gostota pretoka (število ionizirajočih delcev na enoto površine).
Poleg tega je razlika v opisu učinkov sevanja na žive in nežive predmete. Torej, če je snov neživa, potem zanjo veljajo koncepti:
- absorbirani odmerek;- izpostavljeni odmerek.
Če je sevanje vplivalo na živo tkivo, se uporabljajo naslednji izrazi:
- enakovredni odmerek;
- učinkovit ekvivalentni odmerek;- hitrost odmerka.
Enote za merjenje sevanja so, kot je navedeno zgoraj, pogojne številčne vrednosti, ki so jih sprejeli znanstveniki, da bi olajšali izračune in zgradili hipoteze in teorije. Morda zato ni enotne splošno sprejete merske enote.
Curie
Ena od enot sevanja je curie. Ne spada v sistem (ne spada v sistem SI). V Rusiji se uporablja v jedrski fiziki in medicini. Aktivnost snovi bo enaka enemu kiriju, če se v njej v eni sekundi zgodi 3,7 milijarde radioaktivnih razpadov. To pomeni, da lahko rečemo, da je ena curie enaka trem milijardam sedemsto milijonom bekerelov.
Ta številka je nastala zaradi dejstva, da je Marie Curie (ki je ta izraz uvedla v znanost) izvedla svoje poskuse z radijem in za osnovo vzela njegovo stopnjo razpada. Toda sčasoma so se fiziki odločili, da je številčna vrednost te enote bolje vezana na drugo - bequerel. Tako se je bilo mogoče izogniti nekaterim napakam pri matematičnih izračunih.
Poleg kurijev lahko pogosto najdete večkratnike ali podmnožnike, kot so:
- megakuri (enako 3,7-krat 10 na 16. potenco bekerelov);
- kilokuri (3,7 tisoč milijard bekerelov);
- milicurie (37 milijonov becquerelov);- mikrokuri (37 tisoč becquerelov).
S to enoto lahko izrazite prostornino, površino ali specifično aktivnost snovi.
Becquerel
Bequerelska enota doze sevanja je sistemska in je vključena v mednarodni sistem enot (SI). Najpreprostejša je, ker sevalna aktivnost enega bekerela pomeni, da je v snovi samo en radioaktivni razpad na sekundo.
Ime je dobil v čast Antoineu Henriju Becquerelu, francoskemu fiziku. Naslov je bilodobren konec prejšnjega stoletja in se uporablja še danes. Ker je to dokaj majhna enota, se za označevanje aktivnosti uporabljajo decimalne predpone: kilo-, mili-, mikro- in drugi.
V zadnjem času se skupaj z bekereli uporabljajo nesistemske enote, kot sta curie in rutherford. En rutherford je enak milijonu bekerelov. V opisu volumetrične ali površinske aktivnosti lahko najdemo oznake bekerel na kilogram, bekerel na meter (kvadratni ali kubični) in njihove različne izpeljanke.
rentgenska
Enota za merjenje sevanja, rentgen, prav tako ni sistemska, čeprav se uporablja povsod za označevanje doze izpostavljenosti prejetemu sevanju gama. En rentgen je enak takšni dozi sevanja, pri kateri ima en kubični centimeter zraka pri standardnem atmosferskem tlaku in ničelni temperaturi naboj, ki je enak 3,3(10-10). To je enako dvema milijonoma parov ionov.
Kljub dejstvu, da je po zakonodaji Ruske federacije večina nesistemskih enot prepovedana, se pri označevanju dozimetrov uporabljajo rentgenski žarki. Toda kmalu jih ne bodo več uporabljali, saj se je izkazalo, da je bolj praktično vse zapisati in izračunati v sivih in sivertih.
Rad
Merska enota sevanja, rad, je zunaj sistema SI in je enaka količini sevanja, pri kateri se milijoninka joula energije prenese na en gram snovi. To pomeni, da je en rad 0,01 joula na kilogram snovi.
Material, ki absorbira energijo, je lahko živo tkivo ali drugo organsko inanorganske snovi in snovi: tla, voda, zrak. Kot samostojna enota je bil rad uveden leta 1953 in ima v Rusiji pravico do uporabe v fiziki in medicini.
Siva
To je še ena merska enota za raven sevanja, ki jo priznava mednarodni sistem enot. Odraža absorbirano dozo sevanja. Šteje se, da je snov prejela odmerek enega sivega, če je energija, ki je bila prenesena s sevanjem, enaka enemu joulu na kilogram.
Ta enota je dobila ime v čast angleškega znanstvenika Lewisa Graya in je bila uradno uvedena v znanost leta 1975. Po pravilih je polno ime enote napisano z malo črko, vendar je njena skrajšana oznaka napisana z veliko začetnico. Ena siva je enaka sto rad. Poleg preprostih enot se v znanosti uporabljajo tudi večkratni in podmnožni ustrezniki, kot so kilogray, megagray, decigray, centigray, mikrosiva in drugi.
Sievert
Sivertova enota sevanja se uporablja za označevanje učinkovitih in enakovrednih doz sevanja in je tudi del sistema SI, kot sta siva in becquerel. V znanosti se uporablja od leta 1978. En sivert je enak energiji, ki jo absorbira kilogram tkiva po izpostavitvi enemu segrevanju gama žarkov. Ime enote je bilo v čast Rolfu Sievertu, znanstveniku iz Švedske.
Po definiciji so sieverti in sivi enaki, to pomeni, da imajo enakovredne in absorbirane doze enako velikost. A še vedno je razlika med njima. Pri določanju ekvivalentnega odmerkaPri tem je treba upoštevati ne le količino, temveč tudi druge lastnosti sevanja, kot so valovna dolžina, amplituda in kateri delci ga predstavljajo. Zato se številčna vrednost absorbirane doze pomnoži s faktorjem kakovosti sevanja.
Torej bo na primer, če so vse druge enake, absorbirani učinek alfa delcev dvajsetkrat močnejši od enakega odmerka gama sevanja. Poleg tega je treba upoštevati tkivni koeficient, ki kaže, kako se organi odzivajo na sevanje. Zato se enakovredna doza uporablja v radiobiologiji, učinkovita pa v zdravstvu pri delu (za normalizacijo izpostavljenosti sevanju).
sončna konstanta
Obstaja teorija, da se je življenje na našem planetu pojavilo zaradi sončnega sevanja. Merske enote sevanja zvezde so kalorije in vati, deljeni s časovno enoto. To je bilo odločeno, ker je količina sončnega sevanja določena s količino toplote, ki jo prejmejo predmeti, in intenzivnostjo, s katero prihaja. Le pol milijoninka celotne količine oddane energije doseže Zemljo.
Sevanje zvezd se širi v vesolju s svetlobno hitrostjo in vstopa v naše ozračje v obliki žarkov. Spekter tega sevanja je precej širok - od "belega šuma", torej radijskih valov, do rentgenskih žarkov. Delci, ki se prav tako dobijo skupaj s sevanjem, so protoni, včasih pa so lahko tudi elektroni (če je bilo sproščanje energije veliko).
Sončevo sevanje je gonilna sila vseh živih procesovplanet. Količina energije, ki jo prejmemo, je odvisna od letnega časa, položaja zvezde nad obzorjem in prosojnosti ozračja.
Učinek sevanja na živa bitja
Če se živa tkiva z enakimi lastnostmi obsevajo z različnimi vrstami sevanja (z enakim odmerkom in intenzivnostjo), bodo rezultati različni. Zato za ugotavljanje posledic ni dovolj samo absorbirana ali izpostavljena doza, kot je to v primeru neživih predmetov. Na prizorišču se pojavljajo enote prodornega sevanja, kot so sivertovi remi in sivi, ki označujejo enakovredno dozo sevanja.
Ekvivalent je odmerek, ki ga absorbira živo tkivo in pomnožen s pogojnim (tabelnim) koeficientom, ki upošteva, kako nevarna je ta ali druga vrsta sevanja. Najpogosteje uporabljeno merilo je sivert. En sivert je enak sto remov. Višji kot je koeficient, bolj nevarno je sevanje. Torej, za fotone je to ena, za nevtrone in alfa delce pa dvajset.
Od nesreče v jedrski elektrarni Černobil v Rusiji in drugih državah SND je bila posebna pozornost namenjena stopnji izpostavljenosti ljudi sevanju. Ekvivalentni odmerek naravnih virov sevanja ne sme presegati petih milisivertov na leto.
Delovanje radionuklidov na nežive predmete
Radioaktivni delci nosijo naboj energije, ki ga prenesejo na snov, ko trčijo z njo. In več delcev pride v stik na svoji potidoločena količina snovi, več energije bo prejela. Njegova količina je ocenjena v odmerkih.
- Absorbirana doza je količina radioaktivnega sevanja, ki jo je prejela enota snovi. Meri se v sivih barvah. Ta vrednost ne upošteva dejstva, da je učinek različnih vrst sevanja na snov različen.
- Odmerek izpostavljenosti - je absorbirana doza, vendar ob upoštevanju stopnje ionizacije snovi zaradi učinkov različnih radioaktivnih delcev. Meri se v kulonih na kilogram ali rentgenih.
